Estudo Cinético reação hidrólise anidrido acético

Escola Politécnica da Universidade de São Paulo
Departamento de Engenharia Química
Relatório final de trabalho de Iniciação Científica

ESTUDO CINÉTICO EM REATOR CALORIMÉTRICO

Aluno: Igor Bernardino
Orientador: Prof Reinaldo Giudici (EPUSP, Depto Eng Química)

1.INTRODUÇÃO
O estudo cinético de reações químicas é de fundamental importância para o controle e desenvolvimento de processos industriais, sendo usado para otimização de reações efetuadas em larga escala. Sem o conhecimento de parâmetros cinéticos como energia de ativação da reação e o fator de freqüência, conseqüências graves como danificações de equipamentos e explosões podem ocorrer.
Dessa forma, também é necessário estudar os fatores que influenciam na velocidade de reações, como concentrações de reagentes, presença de sais e catalisadores.
A reação em estudo é a hidrólise de anidrido acético formando ácido acético, que por ser moderadamente exotérmica pode ser quantificada em termos de troca de calor, com equações de balanço de energia, em um método calorimétrico que não necessita de complexos aparelhos, apenas um termopar medidor da temperatura da reação ao longo de tempo.

(CH3CO)2O + H2O → 2 CH3COOH
Segundo a literatura (Asprey et al., 1996) a reação ocorre pelo mecanismo de substituição nucleofílica bimolecular (SN2) por 3 etapas: adição, eliminação e transferência de próton para o solvente, em que a etapa mais lenta e limitante para o controle cinético é a adição, a qual a água (nucleófilo) atua como uma base de Lewis doando elétrons para um carbono do anidrido acético, formando um intermediário tetraédrico. A reação é de primeira ordem em relação a cada um dos reagentes (Asprey et al., 1996).
Adição:

1

Eliminação:

Transferência de próton:

Na literatura existem diversos estudos da cinética dessa reação com diferentes métodos para obtenção de seus parâmetros cinéticos como: titulação (Orton & Jones, 1912; Cleland & Wilhelm, 1956; Bunton et al.,1962; Bunton & Fendler, 1965), colorimetria